塑性成形CAE技术

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1、DEFORM-3D塑性成形CAE应用教程第1章塑性成形CAE技术北大出版社配套电子课件【本章学习目标】★了解塑性成形CAE技术及国内外现状；★了解塑性成形技术的特点；★了解DEFORM-3D软件的发展、特点及功能。【本章教学要点】知识要点能力要求相关知识塑性成形CAE技术现状了解塑性成形CAE技术及国内外现状CAE技术及塑性成形CAE的定义、优点及常见技术塑性成形技术的特点了解塑性成形技术的特点各种类型的常见塑性成形技术原理及变形特点DEFORM-3D软件了解DEFORM-3D软件的发展、特点及功能了解有限元法及刚

2、黏塑性有限元法导入案例随着计算科学的快速发展和有限元技术应用的日益成熟，CAE技术模拟分析金属在塑性变形过程中的流动规律在现实生产中得到愈来愈广泛的应用。CAE技术的成功运用，缩短了模具和新产品的开发周期，降低了生产成本，提高企业的市场竞争能力。锻件预成形后的坯料应力分布塑性成形CAE技术塑性成形CAE的特点是以工程和科学问题为背景，建立计算模型并进行计算机仿真分析。一方面，CAE技术的应用，使许多过去受条件限制无法分析的复杂问题，通过计算机数值模拟得到满意的解答；另一方面，计算机辅助分析使大量繁杂的工程分析问题简

3、单化，使复杂的过程层次化，节省了大量的时间，避免了低水平重复的工作。国外现状目前，一些发达国家在这方面已达到了较高的水平。国际上不少先进的大型通用有限元计算分析软件的开发已达到较成熟的阶段并已商品化。就CAE技术的工业化应用而言，西方发达国家目前已经达到了实用化阶段。我国CAE技术现状随着我国科学技术现代化水平的提高，计算机辅助工程技术也在我国蓬勃发展起来。近年来，我国的CAE技术研究开发和推广应用在许多行业和领域已取得了一定的成绩。但从总体来看，研究和应用的水平还不能说很高，某些方面与发达国家相比仍存在不小的差距

4、。目前，一些大型通用有限元分析软件已经引进我国，在汽车、航空、机械、材料等许多行业得到了应用。我国已经拥有一批科技人员在从事CAE技术的研究和应用，取得了不少研究成果和应用经验，使我们在CAE技术方面紧跟住现代科学技术的发展。开发出CAXA等具有自己产权的CAE软件。但是，这些研究和应用的领域以及分布的行业和地区还很有限，现在还主要局限于少数具有较强经济实力的大型企业、部分大学和研究机构。我国的计算机分析软件开发是一个薄弱环节，严重地制约了CAE技术的发展。金属塑性成形技术金属塑性成形技术是现代制造业中金属加工的重

5、要方法之一，它是金属坯料在模具的外力作用下发生塑性变形，并被加工成棒材、板材、管材以及各种机器零件、构建或日用器具等技术。金属塑性成形加工的作用如下：(1）塑性成形可将金属坯料内的疏松和空洞性缺陷压实，提高其性能和质量。(2）塑性成形引起再结晶，从而改变金属坯料铸态偏析，改善金属坏料组织结构。(3）在塑性成形过程中，通常采用各种模具型腔，可制造各种形状的构件。与金属切削加工、铸造、焊接等加工方法相比，金属塑性成形具有以下特点：（1）组织、性能得到改善和提高。（2）材料利用率高。（3）生产效率高。（4）尺寸精度高。1

6、.3DEFORM-3D软件DEFORM-3D是针对复杂金属成形过程的三维金属流动分析的功能强大的过程模拟分析软件。是一套基于工艺模拟系统的有限元系统，专门设计用于分析各种金属成形过程中的三维（3D）流动，提供极有价值的工艺分析数据及有关成形过程中的材料和温度流动，典型的DEFORM-3D应用包括锻造、摆碾、轧制、旋压、拉拔和其他成形加工手段。DEFORM-3D是模拟3D材料流动的理想工具。它不仅鲁棒性好，而且易于使用。DEFORM-3D强大的模拟引擎能够分析金属成形过程中多个关联对象耦合作用的大变形和热特性。系统中

7、集成了在任何必要时能够自行触发自动网格重划生成器，生成优化的网格系统。在要求精度较高的区域，可以划分细密的网格，从而降低题目的运算规模，并显著提高计算效率。DEFORM-3D图形界面既强大又灵活，为用户准备输入数据和观察结果数据提供了有效工具，DEFORM-3D还提供了3D几何操纵修正工具，这对于3D过程模拟极为重要。在最近的国际范围复杂零件成形模拟招标演算中，DEFORM-3D的计算精度和结果可靠性，被国际成形模拟领域公认为第一。1.3.1DEFORM的发展20世纪70年代后期，位于美国加州伯克利的加利福尼亚大学

8、小林研究室在美国军方的支持下开发出有限元软件ALPID（AnalysisofLargePlasticIncrementalDeformation）。1990年在此基础上开发出DEFORM-2D软件。该软件的开发者独立出来成立SFTC公司（ScientificFormingTechnologiesCo.)DEFORM的理论基础是经过修订的拉格朗日定理，属于刚塑